Ветоэнергетика Казахстана

Энергетическая система

Традиционно, тепло и электричество получаем при использовании различных технологии с сжигания угля, нефти и газа. Это было видно что 65% электроэнергии, производимой в Северной зоне соответственно доля южных и западных зон 15% и 20%. Самая большая проблема, стоящая перед Казахстаном является необходимость улучшения инфраструктуры старения. Большинство существующих мощностей являются устаревшими и уровень износа достиг 70%. Кроме того, 85% тепловых электростанций используют Экибастуз уголь с зольностью 35-53%, что влияет на производительность и надежность установок. Кроме того, ухудшение электрической сети достигла 60% а потери при передаче 15%.

Экологические проблемы.

Энергетический сектор отвечает за 87% от общего объёма национальных выбросов в Казахстане (парниковых газов). Большая часть этого загрязнения обусловлено низким качеством угля и отсутствием оборудования для очистки на тепловых электростанциях. Кром того, тепловые электростанции, также оказывают влияние на загрязнение почвы и воды. Казахстан ратифицировал Киотский протокол в 2009году и стал 1 страной в 2010г. Тем не менее предложение о внесении поправки в Киотский протокол не было решено. Таким образом совместное осуществление механизма Киотского протокола не могут быть использованы для финансирования проектов и возобновления источников энергии.

Потенциал возобновляемых источников энергии

Казахстан имеет большой потенциал возобновляемых источников энергии. Тем не менее, только гидроэнергия в настоящее время используется для производства электроэнергии. Гидроэнергетика генерирующая мощность гидроэлектростанций (ГЭС) состоит только 12% от общего объема мощностей. В то время как оптимальная доля ГЭС в энергосистеме для покрытия пиковых нагрузок составляет 15% -20%.

Энергия ветра

Учитывая плотность мощности ВЭС на уровне 10 МВт/км2 и наличие значительных свободных пространств можно предполагать возможность установки в Казахстане нескольких тысяч МВт мощности ВЭС. По некоторым данным теоретический ветропотенциал Казахстана составляет около 1820 млрд. кВт.ч в год. Для точной оценки ветропотенциала перспективных мест необходимы специальные метеоисследования с использованием метеомачт высотой 30-80м в течении как минимум одного года. Полученные метеоданные используются для расчета годовой выработки электроэнергии ветроустановками. Результаты расчетов используются для подготовки технико-экономического обоснования строительства ВЭС. Для двух площадок в Алматинской области - Джунгарские ворота и Шелекский коридор, детальные метеоисследования и оценка ветрового потенциала были проведены при поддержке со стороны ПРООН в течении 1998-2000гг. Как показали эти исследования Джунгарские ворота имеют очень высокий ветропотенциал. Среднегодовая скорость ветра составляет здесь 9,7 м/с на высоте 50 метров, а плотность ветровой потока порядка 1050 Вт/м2. Это дает возможность вырабатывать примерно 4400 кВт.ч электроэнергии на кВт установленной мощности ВЭС, что делает это место уникальным для целей ветроэнергетики. Наличие свободного пространства дает возможность установить здесь несколько сот МВт мощности ВЭС с годовой выработкой электроэнергии порядка 1 млрд. кВт.ч. В настоящее время предусматривается строительство пилотной ВЭС 5 МВт в этом районе. Предполагается, что ВЭС будет вырабатывать порядка 18 млн. кВт.ч электроэнергии в год при стоимости электроэнергии порядка 4,5 центов США/кВт.ч. В случае успешного опыта эксплуатации мощность ВЭС может быть увеличена до 50 МВт.

Шелекский коридор, расположенный между горными хребтами Заилийский Алатау и Жетысуйский на расстоянии 150 км от г. Алматы, также имеет хороший ветровой потенциал со среднегодовой скоростью ветра 7,8м/с на высоте 50 метров и плотностью ветрового потока порядка 510 Вт/м2, что дает возможность вырабатывать порядка 3200 кВт.ч электроэнергии на каждый кВт. установленного мощности ВЭС. Это сопоставимо с хорошими ветровыми местами в Европе. В Шелекском коридоре также возможна установка сотен МВт мощности ВЭС с годовой выработкой электроэнергии порядка 1 млрд. кВтч. Оба места, Джунгарские ворота и Шелекский коридор, расположены в районах с большим дефицитом электроэнергии, что делает привлекательными строительство ВЭС в этих местах.

Казахстанским специалистами совместно с международными специалистами из Германии были определены перспективные места для строительства ВЭС на основании анализа метеоданных с учетом следующих факторов:

1) Доступность линий электропередач и подстанций для выдачи мощности; 
2) Топография местности и высота над уровнем моря;
3) Наличие транспортных коммуникаций; 
4) Наличие потребителей энергии; 
5) Возможность строительства ВЭС; 
6) Наличие предварительных проработок по строительству ВЭС.

Восемь мест в разных регионах Казахстана были выбраны для исследований ветропотенциала с целью обоснования строительства ВЭС.

Устройство ветроэнергетической установки достаточно простое: вал ветряного колеса, способного вращаться под действием ветра, передает вращение ротору генератора электрической энергии. Стоимость производства электроэнергии на ветровых электростанциях ниже, чем на любых других. Кроме того, ветроэнергетика экономит богатства недр. Недостатки ветроэнергетических установок — низкий коэффициент полезного действия, небольшая мощность. Они применяются там, где нет стабильного обеспечения электроэнергией — на нефтяных разработках, горных пастбищах, в пустынях и т. п.